墊片沖壓成形工藝及模具設計【沖孔落料級進?！?/h1>

墊片沖壓成形工藝及模具設計【沖孔落料級進模】,沖孔落料級進模,墊片沖壓成形工藝及模具設計【沖孔落料級進?！?墊片,沖壓,成形,工藝,模具設計,沖孔,落料級進模 設計任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名: 學 號: 設 計 題 目： 墊片沖壓成形工藝及模具設計 起 迄 日 期: 指 導 教 師: 2013 年 11 月 2 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 該課題來源于一一六廠生產一線的沖壓制件。在完成該課題之后，應對沖壓工藝生產較為熟悉，能熟練掌握相關設計手冊的使用，能獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： 課題資料： 厚度：1mm 材料：Mn 批量：大批量 設計任務： （1）了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析筒形件拉深沖壓成形工藝并確定其工藝方案； （3）成形設備的選用及校核； （4）模具的整體設計，繪制模具總裝圖與拆畫非標準件零件圖； （5）編寫設計說明書一份； （6）編制主要零件加工工藝過程卡。 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 設計說明書 畢業(yè)設計題目：墊片沖壓成形工藝及模具設計 系 部 專 業(yè) 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2014年 4 月 18 日 墊片沖壓成形工藝及模具設計 摘要：本次設計了一套沖孔﹑落料的模具。經過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經過工藝分析和對比，采用沖孔落料工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定模具的類型。得出將設計的模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。 在論文中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展狀況，說明了沖壓模具的重要性，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，對零件排樣圖的設計，完成了材料利用率的計算。再進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據(jù)。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據(jù)。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖。 本模具性能可靠，運行平穩(wěn)，能夠適應大批量生產要求，提高了產品質量和生產效率，降低勞動強度和生產成本。 關鍵詞：沖壓；落料沖孔模；模具結構； II Gasket Process Molding and Mold Design Abstract：A molding tool for designing a set only hurtling bore falling anticipating. After a lot of access to information, Punching and blanking procedure were adopted through process analysis, Punching through,the top pieces,such as the discharge of calculation to determine the type mold. Get a molding tool for will designing type empress expresses out each work zero parts design process of the molding tool. In the first part, mainly described the development status of progressive metal stamping tools,illustrates the importance of stamping mould,then there is the process analysis of stamping process scheme, completed the sure. Further blanking force calculation and Die Design and calculation of working part, provide the basis for the selection of stamping equipment. Finally on the main parts design and standard for the selection of design, mould of plotting and die forming provides the basis.The design project passing before draws an each spare parts of molding tool diagram with assemble the diagram. The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product quality and production efficiency. reduce labor intensity and the cost of production. Keyword: pressing；blanking and piercing die；die structure； III 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 00-09 上墊板 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 備料 02 粗銑六面達尺寸105mm×73mm ×11mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標卡尺 03 鉗工劃線，劃前部線，螺紋孔線 游標卡尺，高度尺 04 熱處理（淬火、回火）保證硬度 50---55HRC 熱處理爐 硬度儀，游標卡尺 05 磨平面，磨上下平面，保證尺寸50 平面磨床 游標卡尺 06 線切割各個型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機床 復式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標卡尺 07 檢驗 游標卡尺 編制 校對 審核 批準 機 械 加 工 工 藝 過 程 卡 模具號 零件號 零 件 名 稱 00-07 凸模固定板 工序號 工 序 名 稱 設 備 夾 具 刀 具 量 具 工 時 名 稱 型 號 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 01 備料 02 粗銑六面達尺寸105mm×73mm ×16mm 立式銑床 虎鉗 30面銑刀, 10立銑刀 游標卡尺 03 鉗工劃線，劃前部線，螺紋孔線 游標卡尺，高度尺 04 熱處理（淬火、回火）保證硬度 58---62HRC 熱處理爐 硬度儀，游標卡尺 05 磨平面，磨上下平面，保證尺寸50 平面磨床 游標卡尺 06 線切割各個型孔留余量0.02mm 線切割慢走絲機床 復式支撐 0.2mm黃銅絲 千分表，游標卡尺 07 檢驗 游標卡尺 編制 校對 審核 批準 目 錄 1緒 論 1 1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1 1.1.1國內模具的現(xiàn)狀 1 1.1.2　國內模具的發(fā)展趨勢 1 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 1.3 墊片模具設計與制造方面 2 1.3.1 墊片模具設計的設計思路 2 1.3.2墊片模具設計的進度 3 2沖壓工序 4 2.1沖壓工序類別 4 2.2沖模的發(fā)展狀況 5 2.2.1沖模的先進制造工藝及設備 5 3工藝分析 7 3.1工件的材料 7 3.2工件的結構和尺寸精度分析 7 4制定工藝方案 8 4.1工藝方案的分析 8 4.2工藝方案的確定 8 5工藝計算 9 5.1排樣及材料的利用率 9 5.1.1排樣的選用原則 9 5.1.2材料利用率的計算 9 5.2落料力、沖孔力、卸料力、推件力的計算 10 5.3壓力中心的計算 13 5.4模具刃口的尺寸和公差的確定 14 5.4.1沖裁間隙的確定 14 5.5工作零件的設計 16 5.5.1凸模的設計 16 5.5.2凸模強度的校核 17 5.5.3凹模的設計 17 5.6壓力機的選擇 17 5.6.1壓力機的選擇 17 6模具結構合理性分析 19 6.1模具工作過程 19 7模具主要零件的設計 20 7.1定位方式的選擇 20 7.2卸料﹑出件方式的選擇 20 7.3彈性元件的設計 20 7.4模架的選擇 22 7.5壓力機的校核 22 總 結 24 致謝 25 參考文獻 26 I 墊片沖壓成形工藝及模具設計 1緒 論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家上有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比距離相當大。 1.1國內模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15％的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20％。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25％，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據(jù)海關統(tǒng)計，2005年模具出口7．4億美元，同比增長50％以上；模具產品結構更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30％。目前，國內約有模具生產廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。涌現(xiàn)出一批模具行業(yè)領頭羊，如在汽車覆蓋件領域的一汽模具，輪胎領域的巨輪模具，塑料模具領域的海爾，模塊標準件領域的圣都等；不少地方出臺了扶持當?shù)啬＞咝袠I(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產的配套體系。中國經濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 1.1.2　國內模具的發(fā)展趨勢 目前國內市場中低檔模具供過于求，但高檔模具卻供不應求。因此，要鼓勵企業(yè)增加設備，特別是骨干企業(yè)要配齊從模具粗加工、熱處理到各種精加工、光整加工、質量控制與檢測等整套設備，一般企業(yè)要配備數(shù)控加工設備，實現(xiàn)模具制造的全自動加工。積極鼓勵企業(yè)與大專院校進行技術合作，廣泛采用計算機輔助技術、人工智能技術等進行設計決策、模擬分析和估化設計，增強企業(yè)技術創(chuàng) 新能力。易模塑科技(深圳)有限公司目前在深圳模具業(yè)界處于領先地位，它引進先進的日本精密機械設備，并導入日本模具企業(yè)的流水線作業(yè)管理流程，使用日本模具制造業(yè)的先進工藝，從事各類精密注塑模具、鋁合金壓鑄模具、鋅合金壓鑄模具等的開發(fā)、設計和制造。近年來，該公已成業(yè)內翹楚，業(yè)務成長性高達300％。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產品中，據(jù)報道，高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產技術水平在國際上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質模具的有力保證。 歐美模具企業(yè)的先進技術和先進管理，使其生產的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術進步，提高CAD/CAE/CAM的應用程度，增加數(shù)控加工設備的比重，用信息技術進一步提高模具的設計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經濟技術合作與交流，在提高模具國產化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 1.3 墊片模具設計與制造方面 1.3.1 墊片模具設計的設計思路 沖裁是利用金屬的塑性變形，將板料，棒料、型材或管材等按設計要求彎曲成一定曲率和一定角度的零件的一種沖壓工序。它屬于成型工序，是沖壓加工的基本工序之一。彎曲件的尺寸精度與板料的厚度公差、材料性能、零件的形狀和尺寸、模具結構和定位方式，以及工序的數(shù)量和先后順序等因素有關。生產經驗 表明，無特殊要求，彎曲件的尺寸精度以不高于IT13級為宜，角度公差應不大于+/-15°。如果對彎曲件的尺寸精度有較高要求，在結構設計上應設置定位工藝孔；對角度公差有較高要求時，應允許零件彎曲部位表面有輕微擦傷，或在彎曲工藝方面增加整形工序。 只有加強沖裁件基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質量。 支件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。 1.3.2墊片模具設計的進度 1.了解目前國內外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 2.確定加工方案，所用時間5天； 3.模具的設計，所用時間30天； 4.模具的調試．所用時間5天。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2沖壓工序 2.1沖壓工序類別 沖壓是利用模具使板料沿一定的輪廓形狀產生分離的一種沖壓工序。它包括沖孔、落料、切口、切邊、剖切等多種分離工序。 一、按變形性質分類 （一）分離工序 被加工材料在外力作用下產生變形，當作用在變形部分的相當應力達到了材料的抗剪強度，材料便產生剪裂而分離，從而形成一定形狀和尺寸的零件。這些沖壓工序統(tǒng)稱分離工序，如剪裁一沖孔、落料、切口等。 （二）成形工序 被加工材料在外力作用下，作用在變形部分的相當應力處于材料的屈服極限與強度極限之間，材料僅僅產生塑性變形，從而得到一定形狀和尺寸的零件，這些沖壓工序統(tǒng)稱成形工序，如彎曲、拉深、成形等變形工序。 常用的各種沖壓加工方法，可見表1-2和表1-3。 二、按基本變形方式分類 （一）沖裁 使材料沿封閉或不封閉的輪廓剪裂而分離的沖壓工序為沖裁，如沖孔、落料等。 （二）彎曲 將材料彎成一定角度或形狀的沖壓工序稱為彎曲，如壓彎、卷邊、扭曲等。 （三）拉深 將平板毛坯拉成空心件，或將空心件的形狀和尺寸用拉深模作進一步改變的沖壓工序，稱為拉深，有不變薄拉深和變薄拉深。 （四）成形 使材料產生局部變形，以改變零件或毛坯形狀的沖壓工序稱為成形，如翻邊、縮口等。 三、按工序組合形式分 （一）簡單工序 當零件批量不大、形狀簡單、要求不高、尺寸較大時，在工藝上常采用工序分散的方案，即在一副模具內只完成零件的一個工序，此工序稱為簡單工序。 （二）組合工序 當零件批量較大、尺寸較小、公差要求較嚴時，用若干個分散的簡單工序來沖壓零件是不經濟的或難于達到要求的。這時在工藝上多采用工序集中的方案，即將兩種或兩種以上的簡單工序集中在一副模具內完成，稱為組合工序。根據(jù)工序組合的方法，又可將其分為三類： 1．復合沖壓在壓力機的一次行程中，在一副模具的同一位置上同時完成兩種或兩種以上的簡單工序的沖壓方法。 2．連續(xù)沖壓在壓力機的一次行程中，在一副模具的不同位置上同時完成兩種或兩種以上的簡單工序的沖壓方法。連續(xù)沖壓所完成的沖壓工序依次分布在條料送進的方向上，壓力機每一次行程中，條料送進一個步距，同時沖壓相應的工序。除最初幾次沖壓行程外，以后每次沖壓行程都可以完成一個零件。 3．連續(xù)一復合沖壓在一副模具內包括連續(xù)沖壓和復合沖壓的組合工序。 連續(xù)沖壓和連續(xù)一復合沖壓是高效率的組合工序，可使復雜零件在一副模具內沖壓成形。在大批量生產中廣泛采用。 此外，在生產中也常用冷沖壓方法使零件產生局部的塑性變形來進行裝配，此工序稱為冷沖壓裝配工序，如鉚接、彎接、冷塑壓焊接等。 2.2沖模的發(fā)展狀況 2.2.1沖模的先進制造工藝及設備 沖壓模具設計制造出后，必須依賴合適的沖壓設備才能實現(xiàn)其功效，選擇的沖壓設備合適與否嚴重影響著模具的使用效率，所以在生產線選擇中選擇什么樣的壓力機是個很重要的問題。一般而言，生產綱領和工廠投資規(guī)模決定著沖壓設備的檔次。根據(jù)生產綱領、模具數(shù)量及班產大小可以估算出手動沖壓線所需的設備數(shù)量。生產線的設備排布則可根據(jù)汽車覆蓋件的工序需要來確定，壓力機工作臺面尺寸及設備噸位可以根據(jù)最大零件尺寸來選擇。設備臺數(shù)以及是否應該采用沖壓自動線數(shù)則可根據(jù)沖壓工序數(shù)來決定。沖壓自動線數(shù)生產效率較高，以三到四臺單機組成的沖壓自動線就可以實現(xiàn)高效率的生產。若采用大型多工位線，則一臺大型多工位壓力機就是一條完整的自動生產線，在大批量生產時其優(yōu)勢明顯。 各種先進壓力機特點如下所述： （1）多連桿驅動壓力機 具有在壓制過程中減慢速度，在空程和返程時加 快速度的變速功能，此功能有助于拉延成形和行程次數(shù)的提高，其生產率較高。另外，多連桿驅動壓力機還可以取代雙動壓力機進行反拉延工藝，能夠省略翻轉沖壓件的步驟而直接進入下道生產工序，從而減少了工作量和輔助設備的使用，有利于生產的自動化。另外，其設備噪音及生產噪音低，且抗沖擊性強。所以，雙動壓力機必將逐步被多連桿壓力機所取代。 （2）沖壓自動線 與普通線相比較，沖壓自動線的生產效率要高出一倍，而價格僅僅高50％。并且它還有較高的生產率及良好的柔性，同時還能夠減少操作人數(shù)、消除制件表面磕碰劃傷、消除不安全因素等?，F(xiàn)在，我國的沖壓自動線還很落后，必須引進吸收國外先進技術，加快全線的國產化步伐。 （3）大型多工位壓力機 多工位壓力機代表著當今沖壓技術的國際水平，它主要由小型工業(yè)計算機網絡控制的壓力機主機、上料裝置、工位間送料系統(tǒng)、數(shù)控液壓拉伸墊、碼垛裝置、拆垛裝置、快速換模系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)等組成。其主要特點有：生產效率高、沖壓件質量高、節(jié)省動能消耗、占地面積小、無不安全因素且所需工人少。在那些大的汽車制造企業(yè)中多工位壓力機已得到了廣泛的應用。根據(jù)國外的經驗，汽車年產量達到30萬輛以上，為降低覆蓋件成本，就應該采用大型多工位壓力機進行連續(xù)自動沖壓。 目前在國內，采用4～6臺單動壓力機和l臺雙動拉深壓力機（或多連桿單動拉深壓力機）組成的沖壓線進行沖壓件生產的汽車制造企業(yè)約占90％，并且上下料多數(shù)采用手工操作。這就造成了工人勞動強度大、工作環(huán)境差，生產效率低，不能保證零件質量，占地面積大等結果，更主要的是與國外相比覆蓋件制造成本要高2～3倍，這也正是導致我國汽車工業(yè)在國際市場缺乏競爭力的原因之一。在國內沖壓線實現(xiàn)了單機聯(lián)線自動化作業(yè)的僅有10％，生產效率較高，而對于大型多工位壓力機，其應用更是接近空白。對此，我們能看出國內沖壓行業(yè)與發(fā)達國家的巨大差距。 市場對生產自動化程度要求必定越來越高，車身覆蓋件沖壓也一定得向單機聯(lián)線自動化和大型多工位壓力機的方向發(fā)展。近年來，通過與內外合作和引進等方式，在很大程度上提高了我國汽車沖壓生產線的自動化程度，如濟南二機床集團公司近十年為國內提供了60多條汽車覆蓋件沖壓生產線。今后，先進的多連桿單動沖壓線、沖壓自動線和大型多工位壓力機生產線等幾種新的生產工藝必將在我國的得到廣泛的應用。 3工藝分析 3.1工件的材料 工件圖如圖1所示：材料為65Mn，厚度為1mm。 圖1 工件圖 3.2工件的結構和尺寸精度分析 對課題應解決的主要問題，該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。由表查出．沖裁件內外形所能達到的經濟精度為IT12一IT13。將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料復合沖裁模進行加工。選擇復合模的原因：從總體來看，由于大批量生產，零件的要求比較高，沖壓工件尺寸精度較高，工件平整，對稱度及位置度誤差小，在一次行程內可完成兩個以上工序，大大提高了生產率，但對模具制造精度要求較高，由于復合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，結構一般要比單工序模復雜，同時模具的強度、剛度、可靠性也將隨之下降。 外形有直線和圓弧組成,用沖裁方法速度快,質量好,比其它加工方法(如銑削,切削)成本要低,效率要高,排樣也較為方便。由于大批量生產,在保證質量的情況下,可以采用沖裁,對沖裁的凸,凹模要求就要提高,特別是凸模,要進行熱處理,滲碳,淬火加回火等來提高強度和耐磨性,當凸模磨損產生誤差時，要及時更換，來保證工件精度要求.對于沖壓過程中產品的開裂、起皺等問題，利用理論知識計算分析。模具材料在保證質量的情況下，采用性能低的材料來節(jié)約成本。模具自動化程度高，操作方便，勞動強度低。對凸模的安裝和拆卸要方便，直接關系到凸模的更換。模具結構要設計合理，防止沖壓時孔的開裂。 4制定工藝方案 4.1工藝方案的分析 通過對該工件的沖壓工藝性進行分析，考慮到制件生產批量和產品的質量、生產效率、模具壽命、材料消耗及操作方便安全等因素，由沖壓制件外觀形狀分析，該制件有落料、沖孔兩道工序，所以確定此連接板的生產中可以采用下面的幾套方案： 方案一：先落料模 - 后沖孔模-2副單工序模 方案二：先沖孔模 - 后落料模-1副級進模 分析： 方案一，定位不方便，操作起來非常的麻煩，此方案不可取； 方案二，定位簡單可靠，沖裁的孔與外形的位置精度較高，工件較平整，具有校形的作用，模具制造復雜，可適用大批量生產，從以上比較多來看，在保證沖裁件質量的情況下，應盡可能降低成本，提高經濟效益，工人操作方便、安全的情況下考慮，選擇級進模比較合適。 4.2工藝方案的確定 經過全面分析、綜合考慮，以零件質量、生產效益及經濟性幾個方面衡量，認為兩種方案中方案二為最佳的方案，即采用落料沖孔級進模完成此制件的成品。 5工藝計算 5.1排樣及材料的利用率 5.1.1排樣的選用原則 由于產量大，材料利用率是一項很重要的經濟指標，要提高材料利用率就必須減小廢料面積，條料在沖裁過程中翻動要少，使工人操作方便、安全，減輕勞動強度，排樣應保證沖裁件的質量，無論是采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法有直排、斜排、對排、多排等多種形式的排列方式，可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用?，F(xiàn)工件外形為圓形，采用有廢料的直排法，比較方便、合理。 搭邊起補償條料的剪裁誤差，送料步距誤差以及補償于條料與導料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用。使凸，凹模刃口雙邊受力，受力平衡，合理間隙一易破壞，模具壽命與工件斷面質量都能提高。對于利用搭邊自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進。搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復雜，則搭邊值也應愈大。由查表得工件間搭邊值a=2mm、側面a=2.5mm。 5.1.2材料利用率的計算 采用直排的排排樣方案，如圖2所示： 計算沖壓件的毛坯面積(用CAD自帶的測了面積工具)： S ≈304mm2 送料步距A：送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離，每次只沖一個零件的步距按式：A＝D＋a， A≈11.3＋2＝13.3mm 條料寬度B：B≈（40.7+2.5×2）mm=45.7mm 圖 2 排樣圖 通常是以一個步距內零件的實際面積與所用毛坯面積的百分率來表示，按式： =100%=100% 式中 —— 一個步距內零件的實際面積 —— 一個步距內所需毛坯面積 A—— 送料步距 B—— 條料寬度 帶入數(shù)據(jù)可得： =100%=100%=59% 5.2落料力、沖孔力、卸料力、推件力的計算 計算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機，設計模具以及檢驗模具的強度。壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁工藝的需求。一般可按下公式計算： 式中 FP-------沖裁力（N）； L--------沖裁周邊長度（mm）； t--------沖裁料厚(mm)； τb--------------- 抗剪強度（MPa）； （1）落料力計算 按上式： 式中： F落――落料力（N）； L――工件外輪廓周長（mm）； T――材料厚度（mm），t=1mm； τ――材料抗剪強度（MPa）。由查表，。 根據(jù)零件圖可算輪廓長度L =154.74mm 則 （2）沖孔力 式中 ――沖孔力（N）； L――工件外輪廓周長（mm）； T――材料厚度（mm），t=1mm； τ――材料抗剪強度（MPa）。由查表，。 根據(jù)零件圖可算輪廓長度L =6.3mm 則 （3）落料時的卸料力的計算 =KX 式中 -----------卸料力（N）； -----------落料力（N） KX ------卸料系數(shù)，查《沖壓模具簡明設計手冊》表3-11，P57其值為0.03～0.04（薄料取大值，厚料取小值），取K=0.04。 則 =KX =0.04×46.422=1.8（KN） （4）沖孔時的推件力的計算 =nkT 式中 -------------推料力（N）； K1------推料系數(shù)，查《沖壓模具簡明設計手冊》表3-11，其值為0.05； n------ 梗塞在凹模內的制件或廢料數(shù)量，n=h/t，h為刃口部分的高（mm），t為材料厚度（mm），其中，h=5mm，t=1mm，取n=5， 則 =nkT=5×0.05×1.89≈0.47(KN) 沖裁時，壓力機的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和 = + ++ 式中：沖裁力 =46.422KN，=1.89KN，卸料力=1.8KN，推料力=0.47KN，則: = + ++=50.582kN 由于復合模的特點，為防止設備超載，可按公稱壓力選擇壓力機。參照設計手冊選取公稱壓力為的壓力機，壓力機型號為J23-10。 5.3壓力中心的計算 按比例畫出零件形狀，選定坐標系xOy，如下圖3所示。因零件前后對稱，即yc＝o。故只需計算xc。將工件沖裁周邊分成l1，l2，…. l6基本線段，求出各段長度及各段的重心位置： 圖3 壓力中心計算圖 -221.875 -64.056 -12.566 629.1475 196 96.35 20.71 179.52 267.51 27.843 5.4模具刃口的尺寸和公差的確定 5.4.1沖裁間隙的確定 間隙在沖裁模中指凸、凹模刃口間縫隙的距離，通常稱為單邊間隙?？紤]使用習慣，仍采用雙邊間隙作為間隙的定義。 對普通沖裁，間隙對沖裁力和卸料力有明顯影響。特別對卸料力影響顯著。與此同時，間隙還影響沖裁件的尺寸和模具壽命。試驗表明，當間隙過小時，落料件尺寸大于凹模尺寸，沖孔件尺寸小于凸模尺寸；間隙過大時，落料件尺寸小于凹模尺寸，沖孔件大于凸模尺寸。在正常使用情況下，間隙增大，模具壽命會明顯提高。 選用沖裁間隙的主要依據(jù)是在保證沖件斷面質量的前提下使模具壽命提高。在通常情況下，可根據(jù)沖件剪切表面質量及尺寸精度、模具壽命等因素，將沖裁間隙分為兩大類。其中小間隙主要適用于電子、電工、儀表等行業(yè)，沖裁厚度較薄(t≤0.5㎜)；大間隙適用于沖裁厚件(t＞0.5)的沖模以及一般技術要求的模具。 5.4.2凸、凹模刃口尺寸計算 模具刃口尺寸計算方法分為兩種。一種是凸模和凹模分開加工，一般在制造的沖裁模批量較大時采用此方法；另一種是凸模和凹模配合加工。由于凸模和凹模配合加工這種方法有利于獲得最小合理間隙，放寬對模具加工設備的精度要求，因此對于沖制復雜形狀零件的沖模，單件或小批量生產的沖模時，大采用配合加工法加工凸模和凹模[8]。 對于沖孔可以采用分開加工的方法。 通過查表得： 間隙值， 凸、凹模制造公差：， 校核：， 滿足：的條件，可以采用分開加工。 工件圖中未注公差的可查表，尺寸偏差數(shù)值如下 mmmm 查表得：磨損系數(shù)為x=0.75； 代入公式： 凸模尺寸計算： 凹模刃口尺寸計算： 表1 配合加工時，落料凹模尺寸的計算公式 工序性質 制件尺寸 凸模尺寸 凹模尺寸 落料 按凹磨尺寸配制，其雙面間隙為 C 對于外輪廓的落料，由于形狀復雜，故采用配合加工的方法，利用表1的公式進行計算。其凸、凹模刃口尺寸計算如下（未注公差可查表）： 磨損之后增大的尺寸： 40.7mmmm 11.3mm R5.65mmmm 6mmmm 4mmmm 利用公式： 磨損之后減小的尺寸： R2.5mmmm φ5mmmm 4.4mmmm 1.5mmmm 利用公式： 磨損之后不變的尺寸： 20.5mmmm 14mmmm 利用公式： 落料凸模按間隙0.30-0.34配合加工。 5.5工作零件的設計 5.5.1凸模的設計 根據(jù)凸模工作斷面選擇圓柱形凸模。凸模的長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構確定，同時要考慮凸模的修磨量及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。 通過分析，凸模的的長度設計為35mm。 5.5.2凸模強度的校核 壓應力校核 式中 —— 凸模最小直徑(㎜)； —— 材料厚度(㎜)； —— 材料的抗剪強度(MPa)；10鋼為310～380MPa，取330MPa； ——凸模材料許用壓力(MPa)；本設計凸模材料選用T10A，取1600MPa。 則 ㎜，遠遠小于2mm，故滿足使用要求。 5.5.3凹模的設計 凹模的刃口形式，考慮到本例生產批量較大，所以采用刃口強度較高的凹模，選擇直刃口形式。凹模的外形尺寸。高度取20m；壁厚c取30mm左右。 5.6壓力機的選擇 5.6.1壓力機的選擇 由前面壓力機公稱壓力計算初選的壓力機型號：J23-10，查《模具實用技術手冊》表2-3得壓力機主要技術參數(shù)如下： 公稱壓力：100 KN ； 滑塊行程：45 mm ； 最大閉合高度：180 mm ； 最大裝模高度：180 mm ； 連桿調節(jié)長度：35 mm ； 工作臺尺寸（前后x左右）：130 mm x 200 mm ； 墊板尺寸（厚度）：35 mm ； 模柄孔尺寸：30 mm x 60 mm ； 最大傾斜角度： 由上述技術參數(shù)可知，所選壓力機J23-10型號可用。 6模具結構合理性分析 6.1模具工作過程 模具工作時，第一次送料，依靠始用擋料銷定位，上模下行，首先沖異性孔凸模和沖孔凸模先沖孔，然后外形凸模再進行沖壓，卸料板7和凹模8在上模和橡膠的作用下壓緊坯料。上模繼續(xù)下行，凸模14和凸凹模21完成沖孔，同時在凸凹模21和凹模8的作用下完成落料，完成之后，沖孔的廢料通過下模的廢料孔落下，工件留在凹模19中，在推件器20的的作用將工件推出。上模上行，卸料板在橡膠的作用下完成卸料。以后的每次送料都有固定擋料銷24定位，有導料銷20完成導向作用。 7模具主要零件的設計 7.1定位方式的選擇 定位方式的選擇通俗的說既是選擇定位零件。定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上有正確的位置，定位零件的結構形式很多，用于對條料進行定位的定位零件有擋料銷、導料銷、導料板、側壓裝置、導正銷、側刃等，用于對工序進行定位的定位零件有定位銷、定位板等。 定位零件基本上都已標準化，可根據(jù)坯料和工序件形狀、尺寸、精度及模具的結構形式與生產效率要求等選用相應的標準。 因為該模具采用是條料，控制條料的送進方向采用導料板，無側壓裝置?？刂茥l料的送進步距采用固定擋料銷定距，導料銷精定位。而第一件的沖壓位置因為條料長度有一定余量，可以靠操作工目測來確定。 7.2卸料﹑出件方式的選擇 卸料與出件裝置的作用是當沖模完成一次沖壓之后，把沖件或廢料從模具工作零件上卸下來，以便沖壓工作繼續(xù)進行。通常，把沖件或廢料從凸模上卸下來稱為卸料。 卸料裝置按卸料的方式分為固定卸料裝置﹑彈性卸料裝置和廢料切刀三種。 固定卸料裝置 , 固定卸料裝置僅由固定卸料板構成，一般安裝在下模的凹模上；彈性卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈性元件（彈簧或彈簧）組成；彈性卸料裝置可安裝于上?；蛳履?，依靠彈簧或彈簧的彈力來卸料，卸料力不太大但沖壓時可兼起壓料作用，故多用于沖裁料薄及平面度要求較高的沖件；廢料切刀是在沖裁過程中沖裁廢料切斷成數(shù)塊，從而實現(xiàn)卸料的一種卸料零件。 出件裝置的作用是從凹模內卸下沖件或廢料。我通常把超過上模內的出件裝置稱為推件裝置；把裝在下模內的稱為頂件裝置。 綜合考慮該模具的結構和使用方便，以及工件料厚為1mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料裝置，卸料裝置由卸料板、卸料螺釘和彈簧組成。沖制的工件由推板、推銷和推件塊組成的剛性推件裝置，沖孔的廢料可通過凸凹模的內孔從沖床臺面孔漏下。 7.3彈性元件的設計 卸料彈簧的設計計算，選用的2個彈簧的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。 卸料彈簧的設計計算： a、 料板工作行程： 式中： 為凸模凹進卸料板的高度取為 t為工件厚度取 為凸模沖裁后進入凹模的深度取 b、彈簧工作行程： 式中： 為凸模修模量，取 c彈簧自由高度： 一般情況下取為H自由的25% d、彈簧預壓縮量： e、每個彈簧承受的載荷： 選用4個圓筒形彈簧故 f、彈簧的外徑： 式中： 為圓筒形彈簧的內徑，取為； 。 g、校核彈簧自由高度： 看看是否滿足此不等式 滿足條件。 h、彈簧的安裝高度：24 7.4模架的選擇 模架是由上、下模座、模柄及導向裝置（最常用的是導柱、導套）組成，模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它的上面，并且承受沖壓過程中的全部載荷。模架的上模座通過模柄與壓力機滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機工作臺面。上、下模之間靠模架的導向裝置來保持其精確位置，以引導凸模的運動，保證沖裁過程中間隙均勻。通過分析選擇中間導柱模架。 上模座：L/mm=1008040 下模座：L/mm＝1008030 導柱：d/mmL/mm=20150 導套：d/mmL/mmD/mm=206532 墊板的厚度定為：10mm 凸模固定板厚度：15mm 凹模厚度：20mm 卸料板厚度?。?0mm 橡膠外露高度：24mm 凸凹模固定板：15mm 下墊板：10mm 模具的閉合高度： H＝171mm 7.5壓力機的校核 由于級進模的特點，為防止設備超載，可按公稱壓力選擇壓力機。參照設計手冊選取公稱壓力為的壓力機，壓力機型號為J23-10。 下表為壓力機J23-10技術參數(shù)：（《沖壓模具簡明設計手冊》表13.10，P389） 表1 型 號 J23-10 公稱壓力/kN 100 滑塊行程/mm 55 滑塊行程次數(shù)/次/min 150 最大閉合高度/mm 200 閉合高度調節(jié)量/mm 40 墊板尺寸（厚度mm×孔徑mm） 40×210 模柄孔尺寸（直徑mm×深度mm） Φ30×60 工作臺尺寸 前后 300 左右 450 總 結 通過沖壓畢業(yè)設計，我進一步鞏固了沖裁理論知識。并且也加深了相關理論知識的認識。同時熟練掌握了專業(yè)工具書的使用方法。在整個過程中，增強了自己的動手能力及獨立思考解決問題的能力。當然，由于本人水平有限及缺乏生產實際經驗，該設計難免存在不足之處。希望老師對此提出批評意見，在此表示萬分的感謝。 根據(jù)相關資料文獻、手冊，完成墊片結構設計，并進行了一些尺寸的相關校核，做出了沖壓模具的設計方案，并在此基礎上完成了模具總裝配圖紙。利用Auto CAD等相關軟件，完成了一些相關二維圖形，使設計的模具得以直觀顯示。 致謝 畢業(yè)設計是我們進行完了三年的模具設計與制造專業(yè)課程后進行的，它是對我們三年來所學課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復習，也是一次理論聯(lián)系實踐的訓練。它在我們的學習中占有重要的地位。 在學校中，我們主要學的是理論性的知識，而實踐性很欠缺，而畢業(yè)設計就相當于實戰(zhàn)前的一次演練。通過畢業(yè)設計可是把我們以前學的專業(yè)知識系統(tǒng)的連貫起來，使我們在溫習舊知識的同時也可以學習到很多新的知識；這不但提高了我們解決問題的能力，開闊了我們的視野，在一定程度上彌補我們實踐經驗的不足，為以后的工作打下堅實的基礎。 三年的時間很快就過去了，在此非常感謝韓老師在百忙中抽出時間對我的畢業(yè)設計進行指導和修改。由于我個人能力有限，設計中有不足之處，還請老師進行批評指正。 25 參考文獻 [1] 寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2007.12 [2] 柯旭貴、張榮清主編.沖壓工藝及模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2012.9 [3] 周理主編.冷沖模設計指導教程與簡明手冊[M].長沙：中南大學出版社，2010 [4] 周玲主編.沖模設計實例詳解[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007 [5] 原紅玲主編.沖壓工藝與模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.8

收藏